地球物理探测技术的主要方法及发展趋势

　　摘要：随着我国经济的快速和高质量发展，在我国的资源、工程和环境等领域中，普遍开始应用物理勘探技术。物理勘探技术涉及多个领域的内容，包括电子学、物理学、材料科学和系统科学以及计算机技术等，通过这些技术的是用来获取地球的相应物理信息，也是获取地球物理勘探信息的重要渠道和媒介。本文对地球物理勘探技术方法及其应用进行研究。

　　关键词：物理勘探； 方法； 应用；

　　0 引言

　　地球物理学是利用物理学原理和方法观测地球各种物理场分布和变化的学科，并且对地球本体和进地空间的介质结构、物质组成和演化等自然现象和变化规律进行研究。以此为基础，对地球内部结构和构造进行探索、寻找资源、能源和为环境监测提供理论基础和技术方法，为灾害预报提供依据[1].

　　地球物理勘探是研究地壳石的物理性差异，并以此作为研究地质构造的额基础和对地下矿产的研究的技术性科学，物探测器是地球物理探测中主要的仪器，具有广泛的应用，在很多领域中广泛使用，具体包括建工、地质、石油和水电等等，在发掘和探测资源及能源以及预测地质灾害等方面具有非常多的优势[2].

　　1 地球物理探测技术的主要方法

　　1.1 传统的地球物理探测技术的主要方法

　　1.1.1 电法勘测

　　电法勘测是一种运用比较普遍的方法，是通过对地层电磁场、电学性质变化规律的研究，按照不同的电性差异对电场分布规律进行研究和测量，对地质状况进行了解。

　　1.1.2 磁法勘探

　　这是一种利用磁力仪对不同地质体磁性差异进行检测的方法，对地下磁异常和分布规律进行研究，从而解决各类地质问题。

　　1.1.3 重力勘探

　　根据地质密度的不同，利用重力测量仪对重力异常情况进行测量，对地下地层的岩性和起伏变化情况进行了解。

　　1.1.4 地震勘探

　　这种方法发展的最快，它能够通过人工的方式使得地震波被激发，同时根据不同规律的地震波传播方式以及岩石的不同地层用于地质勘探，从而实现预测地震和防止灾害发生的目的，在灾害发生时降低其影响力，并且对地球的内部结构进行分析[3].

　　从探测深度入手展开分析，可以将物探划分为不同的类型，分别是超浅层、浅层、中深层和深层四种，分别对应不同的探测方法，地质雷达技术和浅层地震技术时主要的超浅层探测方法，而高密度电阻率以及高频电磁成像则主要用于浅层探测[4].对于中深层，主要应用的方法为可控原电磁测深和高精度重力测量；对于深层主要应用三种探测方法，即天然大地电磁探测、高精度磁力测量、深层地震。南疆克里阳地区某线CEMP处理与解释剖面图，见图1.

　　图1 南疆克里阳地区某线CEMP处理与解释剖面图   

　　1.2 地球物理勘探技术的创新应用

　　地球物理勘探技术在地质工程那个中应用的需求量越来越大，且在多个领域中均获得了广泛的应用，包括水力工程等，采用的探测方法以雷达探测、电法和浅层地震探测法为主[5].柴达木某地重力异常"隆中凹"显示油气藏的存在，见图2.

　　图2 柴达木某地重力异常"隆中凹"显示油气藏的存在   

　　2 地球物理勘探技术的发展趋势

　　2.1 地球物理勘探技术的传统应用

　　能源物理勘探是一种综合性的物理勘探方式，勘探的地区包括天然气和石油，主要通过地震来进行前期普查，在具体的勘探过程中运用到的技术包括大地电磁和高精度重力和磁力等，评价石油和天然气地区的情况，对油气储藏结构进行查找，解决疑难问题。固体矿产物理勘探，主要是根据矿体或岩石的磁性差异，在地表或高空中测量磁场强度变化的规律。

　　2.2 地球物理勘探技术的创新应用

　　地球物理勘探技术在地质工程中的应用需求越来越高，并且以水利工程、铁路工程、管道工程和地质灾害等有关建筑工程检测中比较常见，电法、雷达探测法和浅层地震探测法等为主要使用方法。干热岩地热发电系统的示意图，见图3.

　　图3 干热岩地热发电系统示意图   

　　3 地球物理勘探技术的发展趋势

　　随着三维地震技术越来越多的应用，在国际石油勘探开发中，物探技术的作用不容小觑。石油物探技术的发展离不开勘探开发的需求，以后会有越来越多的领域大量应用物探技术。

　　（1）因计算机和数据采集技术的应用，物探技术朝着智能化、简约化、自动化的方向发展，很多发达国家的浅部矿产资源濒临消失，地质工作者开始朝着更多有难度的领域进军。在建设重大工程的过程中，要对地质构造进行事先勘探，包括岩洞、岩溶等，针对这些任务，需要借助新技术、新方法和新仪器，数字化和遥感技术实现了这些难度高地区的地质勘测[6].

　　（2）总线技术的发展成为模块化、积木式和插卡式物探仪器的关键技术。通过这些技术的应用能够实现自动测量，企鹅包括多种功能和参数的选择。便于组成结构紧凑的模块式物探仪器系统，表示新一代物探技术的发展方向和发展趋势[7].

　　（3）集成化的计算机辅助测试技术和功能强的软件，使得测量仪器和测试技术的发展朝着更高的层次前进，用户可以快速便捷的实现所需要的测量系统，具有很强的功能和个性，反映出了软件开发和误差修复功能的大大增强[8].重力与磁测数据欧拉反褶积计算结果，见图4.

　　图4 重力与磁测数据欧拉反褶积计算结果图   

　　（4）随着科学技术的不断发展，CAD、CAT、EDA等技术的应用逐渐普及，不仅在一定程度上缩短了物探仪器的研制周期，并且还促进了仪器的进一步优化与革新。尤其是EDA电子设计自动化技术的应用，对于整个电子产品设计行业产生了重要影响，已经成为推动物探仪器设计技术发展的重要动力。

　　4 结语

　　综上所述，地球物理勘探技术的发展正在朝着现代化、智能化的方向不断的发展，并且随着科学技术的进步，地球物理勘探技术的探测精度也不断增高，所以，地球物理探测技术在未来的发展方向将会结合一些其他的先进技术，如自动化技术、互联网技术和计算机技术以及通信技术，融合成为一门全新的学科，并在各种勘探领域中广泛应用。

　　参考文献

　　[1]陈雄。地球物理方法在干热岩勘查中的应用研究[D].吉林大学，2016.

　　[2]朱利东。青藏高原北部隆升与盆地和地貌记录[D].成都理工大学，2004.

　　[3]胡受奚，赵乙英，胡志宏，等。中国东部中一新生代活动大陆边缘构造-岩浆作用演化和发展[J].岩石学报，1994（04）：370-381.

　　[4]蒋复初，吴锡浩。中国大陆阶梯地貌的基本特征[J].海洋地质与第四纪地质，1993（03）：15-24.

　　[5]姜光政，高堋，饶松，等。中国大陆地区大地热流数据汇编（第四版）[J].地球物理学报，2016,59（08）：2892-2910.

　　[6]祝兰兰，王兴鑫，汪斌。壁画高清数字化采集技术与应用[J].电子元器件与信息技术，2019（03）：61-63,70.

　　[7]白磊。便携式光纤光栅检测数据采集系统研究[J].电子元器件与信息技术，2020,4（02）：101-102.

　　[8]李丹，梁甜，刘思飔。水土保持监测信息平台总体设计研究[J].电子元器件与信息技术，2019（01）：18-21,32.